CN104503073A - 显微镜及其驱动装置 - Google Patents

Abstract

显微镜驱动装置用于驱动载物台装置移动，所述驱动装置包括固定座、驱动件以及连杆机构，所述连杆机构连接于所述驱动件与所述载物台装置之间，所述驱动件设置于所述固定座上，用于带动所述连杆机构与所述驱动件的连接处进行转动以使所述连杆机构与所述载物台装置的连接处移动，从而带动所述载物台装置发生位置的改变。本发明采用四边形连杆机构与驱动件的配合，带动驱动台面移动，以实现载物台沿第一方向导轨与第二方向导轨在X-Y轴平面内位置的移动，结构简单、操作方便且准确度高。

Description

显微镜及其驱动装置

技术领域

本发明涉及一种显微镜及其驱动装置。

背景技术

现有显微镜通常包括用于放置样品的载物台以及用于驱动载物台移动以方便样品进入物镜成像区域的驱动装置。然而，现有显微镜的驱动装置通常采用齿轮啮合或丝杆方式，其驱动结构复杂且调节精度不准。

发明内容

基于此，有必要提供一种结构简单且精度较高的显微镜。

还有必要提供一种显微镜驱动装置。

显微镜驱动装置，其特征在于，所述驱动装置用于驱动载物台装置移动，所述驱动装置包括固定座、驱动件以及连杆机构，所述连杆机构连接于所述驱动件与所述载物台装置之间，所述驱动件设置于所述固定座上，用于带动所述连杆机构与所述驱动件的连接处进行转动以使所述连杆机构与所述载物台装置的连接处移动，从而带动所述载物台装置发生位置的改变。

在其中一个实施例中，所述连杆机构包括第一驱动臂、第二驱动臂、第一从动臂以及第二从动臂；所述第一驱动臂连接于所述驱动件与所述第一从动臂的一端之间，所述第二驱动臂连接于所述驱动件与所述第二从动臂的一端之间；所述第一从动臂及所述第二从动臂远离所述驱动件的另一端相互连接且同时与所述载物台装置连接；所述驱动件用于带动所述第一驱动臂与所述第二驱动臂进行摆臂运动，所述第一驱动臂与所述第二驱动臂远离所述驱动件的一端分别带动所述第一从动臂与所述第二从动臂转动，以使所述第一从动臂与所述第二从动臂的连接处移动从而带动所述载物台装置发生位移。

在其中一个实施例中，所述驱动件包括分别与所述第一驱动臂及所述第二驱动臂连接的第一驱动件及第二驱动件，所述第一驱动件与所述第二驱动件分别包括第一驱动轴及第二驱动轴；所述第一驱动轴与所述第二驱动轴相对并同轴穿设于所述第一驱动臂与所述第二驱动臂内，用于驱动所述第一驱动臂及所述第二驱动臂进行摆臂运动。

在其中一个实施例中，所述第一驱动臂及所述第二驱动臂与所述第一驱动件及所述第二驱动件连接的两端之间设置扭簧；所述第一驱动轴与所述第二驱动轴相向穿过所述第一驱动臂与所述第二驱动臂并同轴收容于所述扭簧内；所述扭簧相对的两端抵接于所述第一驱动臂与所述第二驱动臂之间。

在其中一个实施例中，所述扭簧内设置有同轴定位圈，所述同轴定位圈沿轴向设置有轴孔；所述第一驱动轴与所述第二驱动轴收容于所述扭簧内的末端均同轴穿设于所述同轴定位圈的所述轴孔内。

在其中一个实施例中，所述驱动装置还包括初始位挡片及检测件，所述初始位挡片凸出设置于所述连杆机构上，所述检测件设置于所述固定座上。

在其中一个实施例中，所述第一驱动臂、第二驱动臂、第一从动臂以及第二从动臂连接形成四边形，所述连杆机构与所述驱动件及所述驱动台面的连接位置分别位于所述四边形中同一条对角线的两端。

显微镜包括支撑座、均设置于支撑座上的载物台装置与驱动装置，所述驱动装置与所述载物台装置连接，用于驱动所述载物台装置移动；所述载物台装置包括平台底座、移动组件以及载物台，所述移动组件包括第一方向导轨、第一方向滑块、连接板、第二方向导轨、第二方向滑块以及驱动台面；所述第一方向导轨沿Y轴方向设置于所述平台底座上，所述连接板通过所述第一方向滑块沿所述Y轴方向滑动连接于所述第一方向导轨上；所述第二方向导轨沿与X轴方向设置于所述连接板背向所述第一方向导轨的表面，所述驱动台面通过所述第二方向滑块沿所述X轴方向滑动设置于所述第二方向导轨上；所述第一从动臂及所述第二从动臂的一端与所述驱动台面连接，所述载物台设置于所述驱动台面上并可在所述第一从动臂及所述第二从动臂带动下随所述驱动台面相对于所述平台底座沿所述Y轴方向及所述X轴方向移动；所述驱动装置为上述的驱动装置。

在其中一个实施例中，所述载物台装置还包括调节件以及设置于所述载物台与所述驱动台面之间的弹性件，所述调节件将所述载物台与所述驱动台面活动连接，用于调节所述载物台的平整度；所述弹性件用于提供预紧力。

在其中一个实施例中，所述平台底座位于所述第一方向导轨的一侧凸出设置有限位凸缘，用于限制所述第一方向滑块在所述Y轴方向上的位移；所述移动组件包括限位块，所述第二方向滑块滑动设置于所述第二方向导轨的两端且位于所述限位块的两侧，以限制所述第二方向滑块在所述X轴方向上的位移。

本发明采用四边形连杆机构与驱动件的配合，带动驱动台面移动，以实现载物台沿第一方向导轨与第二方向导轨在X-Y轴平面内位置的移动，结构简单、操作方便且准确度高。

附图说明

图1为本发明中显微镜的部分示意图；

图2为图1所示显微镜中载物台装置的结构示意图；

图3为图1所示显微镜中驱动装置的结构示意图；

图4为图1所示载物台在驱动装置作用下移动的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明中显微镜包括支撑座10、载物台装置30以及驱动装置50。为了简单起见，图1中仅示出支撑座10的部分结构。载物台装置30与驱动装置50分别安装于支撑座10相背的两个表面。其中，载物台装置30用于放置样品(图未示)。驱动装置50用于为载物台装置30的移动提供动力。

请参看图2，载物台装置30包括平台底座31、移动组件33以及载物台35。平台底座31固定连接于支撑座10上。移动组件33设置于平台底座31上且位于平台底座31与载物台35之间。驱动装置50与移动组件33连接，用于驱动移动组件33带动载物台35相对于平台底座31沿第一方向以及与第一方向垂直的第二方向上移动。其中，第一方向为Y轴方向，第二方向为X轴方向。

平台底座31大体呈倒L型，其包括安装部310及固定部部312。安装部310用于承载并支撑移动组件33与载物台35。固定部312由安装部310的一侧垂直延伸形成，用于将整个平台底座31固定支撑于支撑座10上。

移动组件33安装于安装部310上且包括两个第一方向导轨330、两个第一方向滑块332、连接板334、第二方向导轨336、两个第二方向滑块338、驱动台面340以及限位块342。

两个第一方向导轨330沿Y轴方向平行间隔设置于平台底座31上。两个第一方向滑块332间隔设置于连接板334面向第一方向导轨330的表面，以使连接板334通过两个第一方向滑块332沿Y轴方向分别滑动连接于两个第一方向导轨330上。第二方向导轨336沿X轴方向设置于连接板334背向第一方向导轨330的表面。驱动台面340通过两个第二方向滑块338沿X轴方向滑动设置于第二方向导轨336上。载物台35设置于驱动台面340背向第二方向导轨336的表面并可在驱动装置50驱动下随驱动台面340相对于平台底座31沿Y轴方向与X轴方向移动。

平台底座31位于第一方向导轨330的一侧凸出设置有限位凸缘314，用于限制第一方向滑块332在Y轴方向上的位移。限位块342设置于第二方向导轨336上且位于两个第二方向滑块338之间，以限制两个第二方向滑块338在X轴方向上的位移。

请继续参看图2，在其中一个实施例中，显微镜载物台装置30还包括调节件37以及弹性件39。其中，调节件37将载物台35与驱动台面340活动连接，用于调节载物台35的水平度。弹性件39设置于载物台35与驱动台面340之间，用于提供向上的预紧力。

在本实施例中，调节件37为螺接于调整载物台35与驱动台面340之间的螺丝，弹性件39套设于螺丝外并抵接于载物台35与驱动台面340之间的弹簧。可以理解地，在其它一些实施例中，调节件37与弹性件39可分别独立设置于载物台35与驱动台面340之间。

请参看图3，驱动装置50包括固定座51、驱动件以及连杆机构55。驱动件安装于固定座51上用于为连杆机构55提供动力。连杆机构55连接于驱动件与载物台装置30之间，用于在驱动件的驱动下带动载物台装置30于X-Y平面内移动。

连杆机构55包括第一驱动臂550、第二驱动臂552、第一从动臂554以及第二从动臂556。其中，第一驱动臂550、第二驱动臂552、第一从动臂554以及第二从动臂556各自相对的两端均设置有连接孔557。

第一驱动臂550连接于驱动件与第一从动臂554的一端之间，第二驱动臂552连接于驱动件与第二从动臂556的一端之间；第一从动臂554及第二从动臂556远离驱动件的另一端通过臂转销558相互连接，且同时通过臂转销558与驱动台面340的一侧连接。驱动件带动第一驱动臂550与第二驱动臂552进行摆臂运动，第一驱动臂550与第二驱动臂552远离驱动件的一端分别带动第一从动臂554与第二从动臂556绕臂转销558转动，从而带动驱动台面340发生位置的改变，进而实现载物台35位置的变化。

具体地，固定座51的数量为两个，分别安装于支撑座10。驱动件包括对应安装于两个固定座51上且分别与第一驱动臂550及第二驱动臂552连接的第一驱动件530及第二驱动件532。第一驱动件530与第二驱动件532分别包括与第一驱动臂550连接的第一驱动轴5301及与第二驱动臂552连接的第二驱动轴5321。第一驱动臂550及第二驱动臂552远离第一驱动件530及第二驱动件532的两端通过臂转销558分别与第一从动臂554及第二从动臂556转动连接。在本实施例中，第一驱动件530与第二驱动件532均为行星减速步进电机。在其它一些实施例中，第一驱动件530与第二驱动件532亦可为其它能带动第一驱动臂550及第二驱动臂552绕第一连接处摆动的驱动件。

在工作时，第一驱动轴5301与第二驱动轴5321分别带动第一驱动臂550及第二驱动臂552进行摆臂运动，从而使第一驱动臂550及第二驱动臂552远离第一驱动件530及第二驱动件532的两端通过臂转销558分别带动第一从动臂554与第二从动臂556绕臂转销558转动，从而使第一从动臂554与第二从动臂556相互连接处产生位移变化，进而带动驱动台面340发生位置的改变。其中，第一驱动件530及第二驱动件532的两者安装位置可以根据需要而定，例如，第一驱动件530及第二驱动件532沿竖向上下设置；另外，第一驱动件530及第二驱动件532亦可沿横向左右设置；同时，第一驱动臂550与第二驱动臂552的摆动角度通过第一驱动轴5301与第二驱动轴5321的旋转方向及旋转角度实现，而第一驱动轴5301与第二驱动轴5321的旋转方向及旋转角度可根据载物台35由初始位置移动至目标位置的位置变化设定为相同或不同，在此不作限定。

请继续参看图3，在本实施例中，两个固定座51沿垂直于载物台35方向对称安装于支撑座10上。第一驱动件530与第二驱动件532分别设置于两个固定座51上，第一驱动轴5301与第二驱动轴5321分别通过对应的连接孔557相对并同轴穿设于第一驱动臂550与第二驱动臂552内，从而使第一驱动臂550、第二驱动臂552、第一从动臂554以及第二从动臂556共同形成的四边形连杆机构55。其中，连杆机构55与驱动件及驱动台面340的连接位置分别位于四边形中同一条对角线的两端。可以理解，第一驱动轴5301与第二驱动轴5321也可以不同轴设置，对应形成的连杆机构55就不是四边形连杆机构，但同样可以在第一驱动件530与第二驱动件532的驱动下使驱动台面340在平面内移动。

第一驱动臂550及第二驱动臂552与第一驱动件530及第二驱动件532连接的两端之间设置扭簧57。第一驱动轴5301与第二驱动轴5321相向分别穿过于第一驱动臂550与第二驱动臂552的连接孔557内并同轴收容于扭簧57内。扭簧57相对的两端抵接于第一驱动臂550与第二驱动臂552之间，用以分别对第一驱动臂550与第二驱动臂552施加一个扭力以消除第一驱动件530及第二驱动件532的反向间隙，从而保证驱动台面340位置的准确性。

为了使第一驱动轴5301与第二驱动轴5321安装于同轴位置，扭簧57内设置有同轴定位圈59。同轴定位圈59沿轴向设置有轴孔590。第一驱动轴5301与第二驱动轴5321收容于扭簧57内的末端均同轴穿设于同轴定位圈59的轴孔590内。

请参看图4，C点为第一驱动臂550及第二驱动臂552与第一驱动轴5301及第二驱动轴5321的连接位置，即为中心点位置；坐标(x，y)为第一从动臂554与第二从动臂556连接处的初始点位置，亦即为载物台35的初始位置；坐标(a，b)为第一从动臂554及第二从动臂556连接处移动后的目标位置，亦即为载物台35的目标位置；第一驱动件530与第二驱动件532同轴同向逆时针转动为例进行说明。

第一驱动件530与第二驱动件532带动第一驱动臂550与第二驱动臂552进行同轴且同向的摆臂运动时，第一驱动臂550推动第一从动臂554绕臂转销558转动，第二驱动臂552拉动第二从动臂556绕臂转销558转动，从而使第一从动臂554与第二从动臂556的连接位置相对于中心点C发生位移并由初始位置(x，y)移动至目标位置(a，b)，进而实现载物台35相对于平台底座31在X-Y轴内移动。

请继续参看图3，在本实施例中，为了减少臂转销558与第一驱动臂550及第二驱动臂552之间的摩擦，第一驱动臂550与臂转销558连接的连接孔557及第二驱动臂552与臂转销558连接的连接孔557内均设置有轴承559。

驱动装置50还包括初始位挡片52及检测件54。初始位挡片52凸出设置于第一驱动臂550或第二驱动臂552背向驱动台面340的表面。检测件54在本实施例中为光电开关，其设置于其中一个固定座51上。当初始位挡片52随第一驱动臂550或第二驱动臂552一同转动并穿过光电开关时，检测件54用于检测第一驱动臂550或第二驱动臂552的初始位置。可以理解地，在其它一些实施例中，检测件54与初始位挡片52的位置可以根据需要而定，例如，检测件54亦可设置于连杆机构55的第一从动臂554与第二从动臂556上，用于检测第一从动臂554或第二从动臂556的初始位置亦，在此不作限定。

本发明中，载物台35支撑于驱动台面340上，并可在驱动装置50的作用下沿第一方向导轨330与第二方向导轨336在X-Y轴平面内移动，以使载物台35在移动调节过程中保持稳定，以保证载物台35位置的准确性。同时，本发明采用四边形连杆机构55与驱动件的配合，带动驱动台面340移动，以实现载物台35沿第一方向导轨330与第二方向导轨336在X-Y轴平面内位置的移动，结构简单、操作方便且准确度高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.显微镜驱动装置，其特征在于，所述驱动装置用于驱动载物台装置移动，所述驱动装置包括固定座、驱动件以及连杆机构，所述连杆机构连接于所述驱动件与所述载物台装置之间，所述驱动件设置于所述固定座上，用于带动所述连杆机构与所述驱动件的连接处进行转动以使所述连杆机构与所述载物台装置的连接处移动，从而带动所述载物台装置发生位置的改变。

2.如权利要求1所述的显微镜驱动装置，其特征在于：所述连杆机构包括第一驱动臂、第二驱动臂、第一从动臂以及第二从动臂；所述第一驱动臂连接于所述驱动件与所述第一从动臂的一端之间，所述第二驱动臂连接于所述驱动件与所述第二从动臂的一端之间；所述第一从动臂及所述第二从动臂远离所述驱动件的另一端相互连接且同时与所述载物台装置连接；所述驱动件用于带动所述第一驱动臂与所述第二驱动臂进行摆臂运动，所述第一驱动臂与所述第二驱动臂远离所述驱动件的一端分别带动所述第一从动臂与所述第二从动臂转动，以使所述第一从动臂与所述第二从动臂的连接处移动从而带动所述载物台装置发生位移。

3.如权利要求2所述的显微镜驱动装置，其特征在于：所述驱动件包括分别与所述第一驱动臂及所述第二驱动臂连接的第一驱动件及第二驱动件，所述第一驱动件与所述第二驱动件分别包括第一驱动轴及第二驱动轴；所述第一驱动轴与所述第二驱动轴相对并同轴穿设于所述第一驱动臂与所述第二驱动臂内，用于驱动所述第一驱动臂及所述第二驱动臂进行摆臂运动。

4.如权利要求3所述的显微镜驱动装置，其特征在于：所述第一驱动臂及所述第二驱动臂与所述第一驱动件及所述第二驱动件连接的两端之间设置扭簧；所述第一驱动轴与所述第二驱动轴相向穿过所述第一驱动臂与所述第二驱动臂并同轴收容于所述扭簧内；所述扭簧相对的两端抵接于所述第一驱动臂与所述第二驱动臂之间。

5.如权利要求4所述的显微镜驱动装置，其特征在于：所述扭簧内设置有同轴定位圈，所述同轴定位圈沿轴向设置有轴孔；所述第一驱动轴与所述第二驱动轴收容于所述扭簧内的末端均同轴穿设于所述同轴定位圈的所述轴孔内。

6.如权利要求1所述的显微镜驱动装置，其特征在于：所述驱动装置还包括初始位挡片及检测件，所述初始位挡片凸出设置于所述连杆机构上，所述检测件设置于所述固定座上。

7.如权利要求2所述的显微镜驱动装置，其特征在于：所述第一驱动臂、第二驱动臂、第一从动臂以及第二从动臂连接形成四边形，所述连杆机构与所述驱动件及所述驱动台面的连接位置分别位于所述四边形中同一条对角线的两端。

8.显微镜，其特征在于：包括支撑座、均设置于支撑座上的载物台装置与驱动装置，所述驱动装置与所述载物台装置连接，用于驱动所述载物台装置移动；所述载物台装置包括平台底座、移动组件以及载物台，所述移动组件包括第一方向导轨、第一方向滑块、连接板、第二方向导轨、第二方向滑块以及驱动台面；所述第一方向导轨沿Y轴方向设置于所述平台底座上，所述连接板通过所述第一方向滑块沿所述Y轴方向滑动连接于所述第一方向导轨上；所述第二方向导轨沿与X轴方向设置于所述连接板背向所述第一方向导轨的表面，所述驱动台面通过所述第二方向滑块沿所述X轴方向滑动设置于所述第二方向导轨上；所述第一从动臂及所述第二从动臂的一端与所述驱动台面连接，所述载物台设置于所述驱动台面上并可在所述第一从动臂及所述第二从动臂带动下随所述驱动台面相对于所述平台底座沿所述Y轴方向及所述X轴方向移动；所述驱动装置为权利要求1-7中任意一项所述的驱动装置。

9.如权利要求8所述的显微镜，其特征在于，所述载物台装置还包括调节件以及设置于所述载物台与所述驱动台面之间的弹性件，所述调节件将所述载物台与所述驱动台面活动连接。

10.如权利要求8所述的新型显微镜，其特征在于，所述平台底座位于所述第一方向导轨的一侧凸出设置有限位凸缘，用于限制所述第一方向滑块在所述Y轴方向上的位移；所述移动组件包括限位块，所述第二方向滑块滑动设置于所述第二方向导轨的两端且位于所述限位块的两侧，以限制所述第二方向滑块在所述X轴方向上的位移。